(57)【要約】【課題】小型化が可能であり、製造コストも低減することができるトルクセンサを提供することにある。【解決手段】第１の軸体と第２の軸体とを連結する連結軸と、第１の軸体に固定され、リング形状であり、第１の面と第２の面が着磁された永久磁石と、第２の軸体に固定され、永久磁石の第１の面の磁界内に配置された複数の磁性体と、永久磁石と前記磁性体とで磁気回路を形成する補助磁性体と、補助磁性体の誘導による磁束を検出する第１磁気検出器と、第１磁気検出器の検出出力に基づいて、第１の軸体又は第２の軸体に作用するトルクを検出するトルク検出部と、第２の面に対向して配置され、永久磁石の外周面から発生する磁気を検出する第２磁気検出器と、第２磁気検出器が検出する磁気に基づいて、第１の軸体の回転角度及び回転速度の少なくとも一方を検出する軸体位置検出部と、を有することで上記課題を解決する。【選択図】図１
2010190632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸体と第２の軸体とを連結する連結軸と、
前記第１の軸体に固定され、リング形状であり、第１の面と第２の面が着磁された永久磁石と、
前記第２の軸体に固定され、前記永久磁石の前記第１の面の磁界内に配置された複数の磁性体と、
前記磁性体と近接して配置され前記永久磁石と前記磁性体とで磁気回路を形成する補助磁性体と、
前記補助磁性体の誘導による磁束を検出する第１磁気検出器と、
前記第１磁気検出器の検出出力に基づいて、前記第１の軸体又は前記第２の軸体に作用するトルクを検出するトルク検出部と、
前記第２の面に対向して配置され、前記永久磁石の外周面から発生する磁気を検出する第２磁気検出器と、
前記第２磁気検出器が検出する磁気に基づいて、前記第１の軸体の回転角度及び回転速度の少なくとも一方を検出する軸体位置検出部と、を有することを特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
前記第１の面は、前記永久磁石の回転軸に直交する面であり、
前記第２の面は、外周面であることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項３】
前記永久磁石は、前記第２の面が多極着磁されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトルクセンサ。
【請求項４】
前記永久磁石は、前記第２の面が平行着磁されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトルクセンサ。
【請求項５】
前記第２磁気検出器は、前記第２の面から発生する磁気の向きを検出することを特徴とする請求項３または４に記載のトルクセンサ。
【請求項６】
前記永久磁石に回転不動に配設された駆動ギヤと、
前記駆動ギヤの回転を伝達する従動ギヤと、
前記従動ギヤに回転不動に配設された２極磁石と、
前記２極磁石の磁界内に配設された第３磁気検出器と、を有し、
前記軸体位置検出部は、前記第２磁気検出器が検出する磁気及び前記第３磁気検出器が検出する磁気に基づいて、前記第１の軸体の回転角度を絶対角度で検出することを特徴とする請求項４または５に記載のトルクセンサ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載され、操舵トルクを検出するトルクセンサと、
ステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機と、
少なくとも前記操舵トルクに基づき前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクセンサ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載されている電動パワーステアリング装置には、ステアリングから入力されるトルクを検出するトルクセンサが配置されている。電動パワーステアリング装置では、このトルクセンサで検出したトルクに基づいて、モータ等によりステアリングの回転をアシストすることで、操作者がより小さい力でステアリングを回転できるようにしている。また、電動パワーステアリング装置では、ステアリングを正確に制御するため、ステアリングの回転角を検出する回転角センサも設けられている。近年では、トルクと回転角の両方を検出するトルクセンサが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ステアリングホイールと舵取機構とを連結するステアリング軸に加わる操舵トルクを、捩れ検出手段により検出されるステアリング軸の捩れに基づいて求めるトルクセンサと、ステアリング軸と一体回転する内歯車に噛合する外歯車の回転角度を回転角検出手段により.検出し、該回転角検出手段の検出結果に基づいてステアリング軸の回転角度を求める回転角センサとを備えるステアリング装置において、回転角センサの筐体の保持部にトルクセンサの捩れ検出手段を嵌合保持させることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、入力シャフトと出力シャフトとの間の相対回転運動を測定すると共に両シャフトの角度位置を測定するための統合型センサであって、入力シャフトと、軸線の回りを回転するため入力シャフトと軸方向に整列された出力シャフトと、軸線の回りを回転するため出力シャフトを回転可能に支持するための支持ハウジングと、所定のトルクに応じて両シャフトの間の相対回転運動を可能にするように該両シャフトを相互接続するトーションバーと、出力シャフトと共に回転するため該出力シャフトにより支持された車輪と、入力シャフト及び出力シャフトの間の相対回転運動を測定するため該両シャフトの回りに配置されたトルク検出機構と、車輪の回転に応答して該車輪の増分角度位置を示す増分出力を発生する増分検出機構と、車輪が置かれている角度区分を示す区分出力を提供するための区分検出機構と、ハウジングにより支持されて、検出機構の少なくとも一部分を支持する、センサーケーシングと、を備える、統合型センサが記載されている。また、特許文献３にも、トルクセンサと、回転角センサを有するセンサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６９２８１号公報
【特許文献２】米国特許第７１７４７９５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／１５７７４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１から３に記載されているように、トルクセンサと回転角センサとを一体で設けることで、センサを小さくすることができる。しかしながら、特許文献１から３に記載されている装置では、トルクセンサと回転角センサを近傍に配置しているに過ぎない。そのため、検出素子を固定するための部材（プリント基板等）、接続部材、筐体等を共用するできる程度であるため、小型化に限界があり、また、製造コストの低減にも限界がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より小型化が可能であり、かつ、製造コストも低減することができるトルクセンサ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、トルクセンサであって、第１の軸体と第２の軸体とを連結する連結軸と、前記第１の軸体に固定され、リング形状であり、第１の面と第２の面が着磁された永久磁石と、前記第２の軸体に固定され、前記永久磁石の前記第１の面の磁界内に配置された複数の磁性体と、前記磁性体と近接して配置され前記永久磁石と前記磁性体とで磁気回路を形成する補助磁性体と、前記補助磁性体の誘導による磁束を検出する第１磁気検出器と、前記第１磁気検出器の検出出力に基づいて、前記第１の軸体又は前記第２の軸体に作用するトルクを検出するトルク検出部と、前記第２の面に対向して配置され、前記永久磁石の外周面から発生する磁気を検出する第２磁気検出器と、前記第２磁気検出器が検出する磁気に基づいて、前記第１の軸体の回転角度及び回転速度の少なくとも一方を検出する軸体位置検出部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記第１の面は、前記永久磁石の回転軸に直交する面であり、前記第２の面は、外周面であることが好ましい。
【００１０】
また、前記永久磁石は、前記第２の面が多極着磁されているが好ましい。
【００１１】
また、前記永久磁石は、前記第２の面が平行着磁されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記第２磁気検出器は、前記第２の面から発生する磁気の向きを検出することが好ましい。
【００１３】
また、前記永久磁石に回転不動に配設された駆動ギヤと、前記駆動ギヤの回転を伝達する従動ギヤと、前記従動ギヤに回転不動に配設された２極磁石と、前記２極磁石の磁界内に配設された第３磁気検出器と、を有し、前記軸体位置検出部は、前記第２磁気検出器が検出する磁気及び前記第３磁気検出器が検出する磁気に基づいて、前記第１の軸体の回転角度を絶対角度で検出することが好ましい。
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電動パワーステアリング装置であって、上記いずれかに記載され、操舵トルクを検出するトルクセンサと、ステアリング機構に補助操舵力を付与する電動機と、少なくとも前記操舵トルクに基づき前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかるトルクセンサは、トルクに加え回転角度及び／または回転速度を検出でき、より小型化が可能であり、かつ、製造コストも低減することができるという効果を奏する。また、本発明の電動パワーステアリング装置は、トルクセンサを小型化でき、製造コストも低減できることで、ステアリングシャフトを短くすることができ、製造コストを低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の電動パワーステアリング装置を有する車両の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す電動パワーステアリング装置のトルクセンサ周辺の断面図である。
【図３】図３は、図２に示すトルクセンサの主要構成部品を説明するための分解斜視図である。
【図４】図４は、永久磁石の概略構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、トルクセンサによるトルク検出原理を説明するための説明図である。
【図６】図６は、第２磁気検出器からの出力電圧と、回転角度との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、第２実施形態のトルクセンサに用いる永久磁石の概略構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す永久磁石の外周面から発生する磁束を示す説明図である。
【図９】図９は、第２磁気検出器からの出力電圧と、回転角度との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、第２磁気検出器からの出力電圧と、回転角度との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、第３実施形態のトルクセンサの概略構成を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１に示すトルクセンサの主要構成部品を説明するための分解斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す第２磁気検出器の一部の構成を示す概略斜視図である。
【図１４】図１４は、第２磁気検出器および第３磁気検出器からの出力電圧と、回転角度との関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、回転角検出機構の他の一例の概略構成を示す模式図である。
【図１６】図１６は、第２磁気検出器および第３磁気検出器からの出力電圧と、回転角度との関係の他の一例を示すグラフである。
【図１７】図１７は、第２磁気検出器および第３磁気検出器からの出力電圧と、回転角度との関係の他の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかるトルクセンサおよびこれを用いる電動パワーステアリング装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るトルクセンサ及び電動パワーステアリング装置について説明する。ここで、図１は、本発明の電動パワーステアリングを有する車両の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。なお、図１に示す電動パワーステアリング装置は、本発明のトルクセンサを有する。車両１は、電動パワーステアリング装置２と、操舵機構３と、コントロールユニット４と、イグニッションスイッチ５と、バッテリ６と、車速センサ７とを有する。なお、車両１は、図１に示す構成要素以外にも、エンジン、車輪等、車両として通常通する各種構成要素を有する。
【００１９】
電動パワーステアリング装置２は、操作者に操作されるステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１から入力される回転を伝達するステアリングシャフト１２と、ステアリングシャフト１２に入力されるトルクとステアリングシャフトの回転角を検出するトルクセンサ１３と、トルクセンサ１３により検出されたトルクに基づいて、ステアリングシャフト１２の回転を補助する補助操舵機構１４と有する。電動パワーステアリング装置２は、ステアリングホイール１１が操作されることでステアリングシャフト１２に発生する操舵トルクをトルクセンサ１３で検出する。さらに、電動パワーステアリング装置２は、その検出した信号に基づいて、コントロールユニット４により電動モータ１６を駆動制御して補助操舵トルクを発生させてステアリングホイール１１の操舵力を補助する。
【００２０】
ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２は、運転者の操舵力が作用する入力軸１２ａと出力軸１２ｂとを有し、入力軸１２ａと出力軸１２ｂとの間にトルクセンサ１３及び減速ギヤボックス１５が介装されている。ステアリングシャフト１２の出力軸１２ｂに伝達された操舵力は、操舵機構３に伝達される。
【００２１】
トルクセンサ１３は、ステアリングホイール１１を介して入力軸１２ａに伝達された操舵力を操舵トルクとして検出するものである。トルクセンサ１３については、後ほど詳述する。
【００２２】
補助操舵機構１４は、ステアリングシャフト１２の出力軸１２ｂに連結され、出力軸１２ｂに補助操舵トルクを伝達する。補助操舵機構１４は、出力軸１２ｂに連結された減速ギヤボックス１５と、減速ギヤボックス１５に連結されかつ補助操舵トルクを発生させる電動モータ１６と、を有している。なお、ステアリングシャフト１２、トルクセンサ１３及び減速ギヤボックス１５によりコラムが構成されており、電動モータ１６は、コラムの出力軸１２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態における電動パワーステアリング装置は、コラムアシスト式となっている。
【００２３】
操舵機構３は、ユニバーサルジョイント２０と、ロアシャフト２１と、ユニバーサルジョイント２２と、ピニオンシャフト２３と、ステアリングギヤ２４と、タイロッド２５とを有する。電動パワーステアリング装置２から操舵機構３に伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント２０を介してロアシャフト２１に伝達され、さらにユニバーサルジョイント２２を介してピニオンシャフト２３に伝達され、ピニオンシャフト２３に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ２４を介してタイロッド２５に伝達され、図示していない転舵輪を転舵させる。ステアリングギヤ２４は、ピニオンシャフト２３に連結されたピニオン２４ａと、ピニオン２４ａに噛合するラック２４ｂと、を有するラックアンドピニオン形式として構成され、ピニオン２４ａに伝達された回転運動をラック２４ｂで直進運動に変換している。
【００２４】
コントロールユニット（ＥＣＵ、Electronic Control Unit）４は、電動モータ１６、エンジン等、車両１の種々の部分の駆動を制御する。コントロールユニット４には、イグニッションスイッチ５がオンの状態のときに、バッテリ６から電力が供給される。コントロールユニット４は、トルクセンサ１３で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ７で検出された走行速度Ｖに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出し、その算出された補助操舵指令値に基づいて電動モータ１６への供給電流値を制御する。
【００２５】
次に、トルクセンサ１３について詳細に説明する。ここで、図２は、図１に示す電動パワーステアリング装置のトルクセンサ周辺の断面図であり、図３は、図２に示すトルクセンサの主要構成部品を説明するための分解斜視図である。
【００２６】
まず、ステアリングシャフト１２は、上述した入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂ以外に、連結軸１２ｃを有する。入力軸１２ａの軸方向他端側にはステアリングホイール１１（図１）が取り付けられる。また、出力軸１２ｂは、軸受３０によって減速ギヤボックス１５に回転自在に支持されており、その軸方向他端側には、ユニバーサルジョイント２０等を介して図示されていない転舵輪が取り付けられる。連結軸（トーションバー）１２ｃは、入力軸１２ａ（第２の軸体）の軸方向一端側と出力軸（第１の軸体）１２ｂの軸方向一端側とを連結する連結軸である。ホローシャフト１２ｄは、図２に示すように、入力軸１２ａを被覆している。ギヤカバー１２ｅは、ホローシャフト１２ｄと連接され、減速ギヤボックス１５に取り付けられる。ギヤカバー１２ｅは、減速ギヤボックス１５の外周を覆っており、減速ギヤボックス１５内の構造（減速ギヤやトルクセンサ１３）を保護する。
【００２７】
トルクセンサ１３は、図２及び３に示すように、永久磁石３１ａを含む永久磁石アセンブリ３１と、磁気回路を形成するセンサヨークアセンブリ３２及び集磁ヨークアセンブリ３３と、センサヨーク３２ａ及び集磁ヨーク３３ａの誘導による磁束を検出する第１磁気検出器３４ａ、永久磁石３１ａの磁力を検出する第２磁気検出器３４ｂを含む検出器３４とを備え、入力軸１２ａにトルクが作用したときに、第１磁気検出器３４ａの検出出力に基づいてトルクを検出し、第２磁気検出器３４ｂの検出出力に基づいてステアリングシャフトの回転角度を検出する。なお、トルクセンサの構成要素には、上述したステアリングシャフト１２の入力軸１２ａと出力軸１２ｂと連結軸１２ｃも含まれる。
【００２８】
永久磁石アセンブリ３１は、図２に示すように、出力軸１２ｂ（及び連結軸１２ｃ）を囲む平板状の環状体として形成された永久磁石３１ａと、この永久磁石３１ａに固着した金属製のバックヨーク３１ｂと、を有している。
【００２９】
ここで、図４は、永久磁石３１ａの概略構成を示す斜視図である。永久磁石３１ａは、図４に示すように、リング形状であり、ステアリングホイール１１側の面（以下「上面」とする。）３１ｃが、その周方向に相異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が交互に着磁され、外周面３１ｄもその周方向に相異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が交互に着磁されている。また、本実施形態では、永久磁石３１ａの上面３１ｃと外周面３１ｄは、それぞれ１６極に着磁されている。また、上面３１ｃと外周面３１ｄは、Ｓ極とＮ極とが同位相で着磁されている。つまり、永久磁石３１ａは、上面３１ｃがＮ極に着磁されている部分に対応する位置の外周面３１ｄはＮ極に着磁され、上面３１ｃがＳ極に着磁されている部分に対応する位置の外周面３１ｄはＳ極に着磁されている。ここで、永久磁石３１ａを構成する磁石材料としては、フェライト磁石や希土類磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石やＳｍ−Ｃｏ系磁石等）、金属磁石、焼結磁石等を採用することができる。また、バックヨーク３１ｂと一体成形されるボンド磁石（ゴム磁石やプラスチック磁石）を永久磁石として採用してもよい。
【００３０】
バックヨーク３１ｂは、出力軸１２ｂに圧入固定されており、永久磁石３１ａを接着により固定している。なお、バックヨーク３１ｂは、断面がＬ字となるリング形状であり、永久磁石３１ａの内周面及び下面と接触し、その他の面は露出させた状態で、永久磁石３１ａを支持している。なお、本実施形態においては、磁束を有効に利用するために永久磁石３１ａをバックヨーク３１ｂに取り付けた例を示したが、永久磁石３１ａを出力軸１２ｂに直接取り付けることもできる。
【００３１】
センサヨークアセンブリ３２は、図２及び図３に示すように、センサヨーク３２ａと、センサヨーク３２ａの中央に挿入される金属製のスリーブ３２ｂと、センサヨーク３２ａと、スリーブ３２ｂとを被覆し固定する樹脂成型体３２ｃとを有している。センサヨーク３２ａは、短い円筒状の２つのセンサヨーク構成部（第１のセンサヨーク構成部３２ａＡ及び第２のセンサヨーク構成部３２ａＢ）を軸方向に並べて構成した環状の磁性体であり、永久磁石３１ａの磁界内に配置されて永久磁石３１ａの磁気回路を形成する。第１のセンサヨーク構成部３２ａＡは、図３に示すように、爪部３２ｄを構成する複数の平板台形状の爪部構成部３２ｄＡと、外周部３２ｅを構成する側壁部３２ｅＡと、を有している。第２のセンサヨーク構成部３２ａＢは、爪部３２ｄを構成する複数の平板台形状の爪部構成部３２ｄＢと、外周部３２ｅを構成する側壁部３２ｅＢと、を有している。
【００３２】
センサヨーク３２ａは、図３に示すように、永久磁石３１ａの軸方向片側に面対向し、入力軸１２ａを囲むように略一平面上に配置された複数の平板状の爪部３２ｄを有している。これら爪部３２ｄは、第１のセンサヨーク構成部３２ａＡの爪部構成部３２ｄＡと、第２のセンサヨーク構成部３２ａＢの爪部構成部３２ｄＢと、を組み合わせて形成したものであり、周方向に等間隔で配置されている。また、センサヨーク３２ａは、後述する集磁ヨーク３３ａの径方向内側に非接触状態で配置され軸方向に延在する外周部３２ｅを有している。この外周部３２ｅは、第１のセンサヨーク構成部３２ａＡの側壁部３２ｅＡと、第２のセンサヨーク構成部３２ａＢの側壁部３２ｅＢと、から構成される。
【００３３】
スリーブ３２ｂは、入力軸１２ａに嵌合された後、カシメにより入力軸１２ａに固定される。また、センサヨーク３２ａとスリーブ３２ｂとは、樹脂成形体３２ｃにより被覆され、スリーブ３２ｂがセンサヨーク３２ａに対して固定される。このようにスリーブ３２ｂを入力軸１２ａにカシメ固定することにより、センサヨークアセンブリ３２を入力軸１２ａに挿入した状態でセンサヨーク３２ａと永久磁石３１ａとの位相調整を行うことができるので、センサ精度を向上させることができる。なお、スリーブ３２ｂを非磁性材料で構成すると、センサヨーク３２ａの爪部３２ｄから入力軸１２ａへの漏れ磁束を低減することができるため、好ましい。また、スリーブ３２ｂを入力軸１２ａよりも軟質の材料で構成すると、カシメ加工の際に入力軸１２ａに変形をもたらすことがないため、精度良く位置決めを行うことが可能となる。
【００３４】
なお、本実施形態においては、カシメによりスリーブ３２ｂを入力軸１２ａに固定した例を示したが、横方向からのネジ止め、溶接、接着等の手段によりスリーブ３２ｂを入力軸１２ａに固定することもできる。また、本実施形態においては、平面形状が台形状の爪部３２ｄ（爪部構成部３２ｄＡ、３２ｄＢ）を採用した例を示したが、平面形状が三角形状や矩形状の爪部を採用してもよい。
【００３５】
集磁ヨークアセンブリ３３は、図２及び図３に示すように、センサヨーク３２ａの外周部３２ｅの近傍に非接触状態で配置された集磁ヨーク３３ａと、集磁ヨークホルダ３３ｂと、を有している。集磁ヨークホルダ３３ｂは、その内部に集磁ヨーク３３ａを収納して固定させるものであり、非磁性体で構成され、図２に示すように、減速ギヤボックス１５に固定される。集磁ヨーク３３ａは、センサヨーク３２ａを構成する２つのセンサヨーク構成部（第１のセンサヨーク構成部３２ａＡ及び第２のセンサヨーク構成部３２ａＢ）に各々対応する２つの集磁ヨーク構成部（第１の集磁ヨーク構成部３３ａＡ及び第２の集磁ヨーク構成部３３ａＢ）を軸方向に並べて構成した環状の補助磁性体であり、永久磁石３１ａの磁界内に配置されて永久磁石３１ａの磁気回路を形成する。
【００３６】
第１の集磁ヨーク構成部３３ａＡ及び第２の集磁ヨーク構成部３３ａＢは、図２に示すように、各々第１のセンサヨーク構成部３２ａＡ及び第２のセンサヨーク構成部３２ａＢの外周部３２ｅの径方向外側の面に対向するように配置されている。第１（第２）の集磁ヨーク構成部３３ａＡ（３３ａＢ）には、第２（第１）の集磁ヨーク構成部３３ａＢ（３３ａＡ）の面に、径方向外側に突出するように形成された凸部３３ｃが設けられている。凸部３３ｃは、磁束集中部として機能するようになっている。ここで、凸部３３ｃ同士の軸方向における間隔は、第１の集磁ヨーク構成部３３ａＡと第２の集磁ヨーク構成部３３ａＢとの軸方向における間隔よりも狭くなっている。これにより、永久磁石３１ａから発生する磁束を集中的に集めることができるようになっている。磁束集中部としての凸部３３ｃには、検出器３４の磁気検出器３４ａが配置される。
【００３７】
検出器３４は、図２及び図３に示すように、集磁ヨーク３３ａに設けられた磁束集中部としての凸部３３ｃの軸方向における隙間に挿入される第１磁気検出器３４ａと、永久磁石３１ａの第２の面に対向する位置に設けられた第２磁気検出器３４ｂとを有する。第１磁気検出器３４ａは、磁束集中部（凸部３３ｃ）の軸方向における隙間に固定され、通過する磁束の密度を検出する。第１磁気検出器３４ａは、ホール素子、ＭＲ素子、ＭＩ素子等、磁束の密度を測定できるものであれば良い。第１磁気検出器３４ａは、検出した磁束の量をコントロールユニット４に送る。
【００３８】
第２磁気検出器３４ｂは、永久磁石３１ａの外周面３１ｄに対向して配置されており、永久磁石３１ａの外周面３１ｄにより形成される磁界を検出する。ここで、本実施形態では、第２磁気検出器３４ｂに磁束を検出するホールスイッチを用いている。第２磁気検出器３４ｂは、対向する位置にある永久磁石３１ａの外周面３１ｄから発生する径方向成分の磁束の密度を検出し、検出した値に応じて、高電圧と低電圧の２つ内のいずれかの電圧を信号として出力する。第２磁気検出器３４ｂは、出力電圧（出力信号）をコントロールユニット４に送る。
【００３９】
次に、図５を用いて、本実施形態に係るトルクセンサ１３のトルク検出原理を説明する。図５は、トルクセンサ１３を構成する永久磁石３１ａ及びセンサヨーク３２ａを示すものである。なお、図５においては、センサヨーク３２ａの爪部３２ｄと永久磁石３１ａとの位置関係を明らかにするために、センサヨーク３２ａを構成する第２のセンサヨーク構成部３２ａＢの図示を省略しているが、実際は、第１のセンサヨーク構成部３２ａＡの爪部構成部３２ｄＡの両脇に第２のセンサヨーク構成部３２ａＢの爪部構成部３２ｄＢが配置され、複数の爪部３２ｄが形成される。
【００４０】
トルクの入力が無い状態では、センサヨーク３２ａの爪部３２ｄの各々が永久磁石３１ａを構成する磁極（Ｎ極とＳ極）の境界上に位置し、各爪部３２ｄから見た永久磁石３１ａのＮ極、Ｓ極に対するパーミアンス（磁気抵抗の逆数）が等しいので、図５のような磁束の流れとなる。具体的には、永久磁石３１ａのＮ極から発生した磁束は、センサヨーク３２ａの爪部３２ｄに入り、そのまま永久磁石３１ａのＳ極へ入る。よって、磁束は第１磁気検出器３４ａを流れない。
【００４１】
運転者がステアリングホイール１１をある方向、例えば右方向に回転させることによって入力軸１２ａにトルクが入力されると、連結軸１２ｃの入力側は、ステアリングホイール１１と同様に回転するとともに連結軸１２ｃ自体に入力トルクに応じた捩れが発生する。この捩れによって、連結軸１２ｃの入力側と出力側に相対角度変位が発生する。この連結軸１２ｃの入力側と出力側の間に発生した相対角度変位は、トルクセンサ１３の永久磁石３１ａとセンサヨーク３２ａとの間の相対角度変位として現れる。
【００４２】
永久磁石３１ａとセンサヨーク３２ａとの間に相対角度変位が発生すると、図５のようなパーミアンスのバランスが崩れ、第１磁気検出器３４ａを含む磁気回路（すなわち、永久磁石３１ａのＮ極から発生した磁束が、第１のセンサヨーク構成部３２ａＡの爪部構成部３２ｄＡに流れ、第１のセンサヨーク構成部３２ａから第１の集磁ヨーク構成部３３ａＡ及び凸部３３ｃを経由して第１磁気検出器３４ａを通過し、第２の集磁ヨーク構成部３３ａＢから爪部構成部３２ｄＢを経由して永久磁石３１ａのＳ極へと戻る磁気回路）に磁束が流れる。この第１磁気検出器３４ａを含む磁気回路に発生した磁束を第１磁気検出器３４ａで検出することにより、相対角度変位が測定でき、連結軸１２ｃにかかるトルクを検出することができる。なお、運転者がステアリングホイール１１を逆方向（この場合は左方向）へ回転させた場合は、第１磁気検出器３４ａを含む磁気回路に上述した方向とは逆向きに磁束が流れる。これにより、トルクの大きさとともに、磁束が流れる向きによりトルクが作用している方向も検出することができる。
【００４３】
次に、トルクセンサ１３による回転角度の検出原理を説明する。ここで、図６は、第２磁気検出器３４ｂからの出力電圧（出力信号）と、回転角度との関係を示すグラフである。第２磁気検出器３４ｂは、対向する位置にある永久磁石３１ａの外周面３１ｄの状態により検出する磁束が変化する。具体的には、出力軸１２ｂの任意の位置（例えば、ステアリングシャフト１２の中心位置）を基準として、操作者の操作により、ステアリングホイール１１及びステアリングシャフト１２が回転されると、出力軸１２ｂとともに永久磁石３１ａも回転する。このように永久磁石３１ａが回転すると、永久磁石３１ａの外周面３１ｄのＳ極部分とＮ極部分とが交互に第２磁気検出器３４ｂに対向する位置を通過する。第２磁気検出器３４ｂに対向する位置がＳ極とＮ極で切り替わる毎に、第２磁気検出器３４ｂで検出される磁束も変化する。つまり、図６に示すように、出力軸１２ｂの回転角度が一方向に変化する、つまり回転角度が単純増加または単純減少すると、第２磁気検出器３４ｂから出力される電圧は、高電圧と、低電圧に交互に切り替わる。第２磁気検出器３４ｂから出力される電圧は、出力信号としてコントロールユニット４に送られる。
【００４４】
コントロールユニット４は、第２磁気検出器３４ｂから出力される電圧の変化の回数と、基準位置の情報、またトルク等に基づいて算出する回転方向の情報に基づいて、ステアリングシャフト１２及びステアリングホイール１１の回転角度を絶対角度で算出することができる。また、左右の被操舵輪の回転速度の差からステアリングシャフト１２及びステアリングホイール１１の回転角度を絶対角度の推定値を算出し、その推定値と第２磁気検出器３４ｂから出力される電圧の変化の回数とに基づいて、ステアリングシャフト１２及びステアリングホイール１１の回転角度を絶対角度で算出するようにしてもよい。
【００４５】
以上の実施形態に係るトルクセンサ１３は、ステアリングシャフト１２に加えられるトルクと、ステアリングシャフト１２の回転角度の両方を検出することができる。また、トルクを検出するために使用する永久磁石と、回転角度の算出に使用する永久磁石とを共通の永久磁石つまり、１つの永久磁石とすることで、トルクセンサ１３の装置構成を簡単にすることができる。また、１つの永久磁石を用いて、トルクと回転角度の両方が検出できることで、トルクセンサ１３の軸方向寸法を短くすることができ、トルクセンサ１３を小型化できる。
【００４６】
また、以上の実施形態に係る電動パワーステアリング装置においては、小型化（軸方向寸法の短縮）が可能なトルクセンサ１３を備えているため、装置全体として軸方向寸法を短くすることができる。また、搭載スペースに限りがある電動パワーステアリング装置の設置を容易にすることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、第２磁気検出器３４ｂとして、検出結果を２値で出力する検出素子を用いたが、検出素子としては、リニアタイプのホールＩＣを用いることが好ましい。また、この場合は、永久磁石３１ａの外周面３１ｄを正弦波着磁させることが好ましい。このように第２磁気検出器３４ｂをリニアタイプのホールＩＣとし、外周面３１ｄを正弦波着磁させることで、Ｎ極が対面しているか、Ｓ極が対面しているかだけではなく、Ｎ極に着磁されている面の中でどの部分が対面しているか、Ｓ極に着磁されている面の中でどの部分が対面しているかまで検出することができ、検出する回転角度の分解能をより高くすることができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、環状（平面形状が円形状）の集磁ヨーク３３ａを採用した例を示したが、平面形状が扇形状（ないし半円形状）の集磁ヨーク３３ｄを採用することもできる。このように平面形状が扇形状や半円形状の集磁ヨーク３３ｄを採用すると、集磁ヨーク３３ｄをセンサヨーク３２ａの横方向（径方向）から組み付けることができ、集磁ヨーク３３ｄを入力軸１２ａに貫通させる必要がなくなるので、組付け作業を格段に容易にすることができる。
【００４９】
また、本実施形態においては、集磁ヨーク３３ａを、センサヨーク３２ａの外周部３２ｅ（側壁部３２ｅＡ、３２ｅＢ）の径方向外側の面に対向するように配置した例を示したが、集磁ヨーク３３ａを、センサヨーク３２ａの外周部３２ｅの軸方向の面に対向するように配置することもできる。また、集磁ヨーク３３ａを、センサヨーク３２ａの外周部３２ｅの径方向外側の面と軸方向の面との双方に対向するように配置してもよい。集磁ヨーク３３ａをセンサヨーク３２ａの外周部３２ｅの軸方向の面に対向するように配置すると、集磁ヨーク３３ａに対して入力軸１２ａの軸ぶれが発生した場合においても、集磁ヨーク３３ａを通過する磁束量が変動することが少ない。
【００５０】
なお、センサヨーク３２ａ及び集磁ヨーク３３ａの材料として、ニッケルを含有した合金を採用すると、磁気特性（出力のヒステリシス）を改善することができ、トルクセンサ１３として良好な性能を得ることが可能となる。また、ヒステリシスが問題とならない場合には、その他の磁性体金属（例えば、一般にモータ等の材料として採用される珪素鋼板やＳＰＣＣ等の圧延鋼板）を用いてセンサヨーク３２ａ及び集磁ヨーク３３ａを構成することができる。また、センサヨーク３２ａ及び集磁ヨーク３３ａの何れか一方を、ニッケルを含有した合金を用いて構成してもよい。
【００５１】
＜第２実施形態＞
続いて、図７〜図９を用いて、本発明の第２実施形態に係るトルクセンサについて説明する。本実施形態に係るトルクセンサは、第１の実施形態に係るトルクセンサ１３の永久磁石アセンブリ３１及び検出器３４の構成を変更したものであり、その他の構成については実質的に同一である。このため、異なる構成を中心に説明することとし、重複する構成については第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。ここで、図７は、第２実施形態のトルクセンサに用いる永久磁石の概略構成を示す斜視図であり、図８は、図７に示す永久磁石の外周面から発生する磁束を示す説明図であり、図９は、第２磁気検出器からの出力電圧（出力信号）と、回転角度との関係を示すグラフである。
【００５２】
本実施形態における永久磁石アセンブリは、出力軸１２ｂ（及び連結軸１２ｃ）を囲む平板状の環状体として形成された永久磁石１０１ａと、この永久磁石１０１ａに固着した金属製のバックヨーク（図示省略）と、を有している。永久磁石１０１ａは、リング形状であり、ステアリングホイール１１側の面（上面）１０１ｃがその周方向に相異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が交互に着磁され、外周面１０１ｄは、２極にパラレル着磁されている。つまり、外周面１０１ｄのうち半周分がＮ極に着磁され、半周分がＳ極に着磁されている。永久磁石１０１ａの外周面１０１ｄをパラレル着磁することにより、図８に示すように、永久磁石１０１ａの外周面１０１ｄから発生する磁束は、位置に応じて磁界の向きと大きさが異なる。
【００５３】
ここで、本実施形態の検出器３４は、第２磁気検出器３４ｂに、磁界の向きを検出する検出器であるホールＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit、特定用途向け集積回路）を用いる。なお、検出器３４は、第２磁気検出器３４ｂ以外は、上述した検出器３４と同様の構成であるので説明を省略する。第２磁気検出器３４ｂで磁界の向きを検出することで、図８に示すように位置に応じて磁界の向きが異なる永久磁石１０１ａがどの向きにあるかを検出することができる。具体的には、図９に示すように、回転角度に対して出力電圧を線形に変化させることが可能となる。これにより、コントロールユニット４は、第２磁気検出器３４ｂから送られる電圧から回転角度を検出することができる。このように本実施形態によれば、第２磁気検出器からの検出結果のみから１回転の中の絶対角度を検出することができる。これにより、より簡単に回転角度を算出することができる。
【００５４】
また、実施形態２では、永久磁石１０１ａの外周面１０１ｄを２極にパラレル着磁させ、第２磁気検出器３４ｂで磁界の向きを検出したが、本発明はこれに限定されず、実施形態１のように、永久磁石の外周面を多極に着磁させ、実施形態２のように、第２磁気検出器で磁界の向きを検出するようにしてもよい。ここで、図１０は、第２磁気検出器からの出力電圧（出力信号）と回転角度との関係を示すグラフである。図１０に示すグラフは、外周面を１６極に着磁させ、第２磁気検出器で磁界の向きを検出した場合の出力電圧と回転角度との関係示している。図１０に示すように、外周面を１６極に着磁することで、永久磁石が１回転する間、つまりステアリングシャフトが１回転される間に、８周期する出力信号が出力される。このように、磁界の向きを検出することで、１周期の間、例えば、０度から４５度の間で、永久磁石がどの角度にいるかをより正確に検出することができる。なお、永久磁石が繰り返し周期の中の何周期目にいるかは、上述した実施形態１のように、基準位置からの繰り返し回数、トルクの向き等のから算出する。
【００５５】
＜第３実施形態＞
続いて、図１１〜図１４を用いて、本発明の第３実施形態に係るトルクセンサについて説明する。本実施形態に係るトルクセンサは、第１の実施形態に係るトルクセンサ１３の検出器３４の構成を変更したものであり、その他の構成については実質的に同一である。このため、異なる構成を中心に説明することとし、重複する構成については第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。ここで、図１１は、第３実施形態のトルクセンサの概略構成を示す斜視図であり、図１２は、図１１に示すトルクセンサの主要構成部品を説明するための分解斜視図であり、図１３は、図１２に示す第３磁気検出器の一部の構成を示す概略斜視図であり、図１４は、第２磁気検出器および第３磁気検出器からの出力電圧（出力信号）と、回転角度との関係の一例を示すグラフである。
【００５６】
トルクセンサ２０２は、図１１及び図１２に示すように、永久磁石３１ａを含む永久磁石アセンブリ３１と、磁気回路を形成するセンサヨークアセンブリ３２及び集磁ヨークアセンブリ３３と、センサヨーク３２ａ及び集磁ヨーク３３ａの誘導による磁束を検出する第１磁気検出器３４ａ、永久磁石３１ａの磁力を検出する第２磁気検出器２０８、第３磁気検出器２１８を含む回転角検出機構２１０とを備え、入力軸１２ａにトルクが作用したときに、第１磁気検出器３４ａの検出出力に基づいてトルクを検出し、第２磁気検出器２０８及び第３磁気検出器２１８の検出出力に基づいてステアリングシャフトの回転角度を検出する。
【００５７】
第１磁気検出器３４ａは、上述した検出器３４の第１磁気検出器３４ａと同様である。また、第２磁気検出器２０８は、対向する位置にある永久磁石３１ａの外周面３１ｄの磁界の向きを検出するセンサである。ここで、本実施形態の永久磁石３１ａは、外周面３１ｄを１６極に着磁しているので、各回転角度における第２磁気検出器２０８の出力信号の出力（電圧値）は、上述した図１０に示すグラフと同様の出力となる。
【００５８】
回転角検出機構２１０は、永久磁石３１ａの下面（上面３１ｃとは反対側の面）に固定された第１ギヤ２１２と、第１ギヤ２１２と噛み合わされた第２ギヤ２１４と、第２ギヤ２１４に固定された２極磁石２１６と、２極磁石２１６の着磁面に対向して配置された第３磁気検出器２１８とを有する。
【００５９】
第１ギヤ２１２は、永久磁石３１ａの下面（上面３１ｃとは反対側の面）に固定されたギヤであり、永久磁石３１ａとともに回転する。なお、第１ギヤ２１２を永久磁石３１ａに固定する方法は特に限定されず、接着剤により接着しても、機械的に接合、固定しても、一体で形成するようにしてもよい。
【００６０】
第２ギヤ２１４は、第１ギヤ２１２と噛み合わされたギヤである。なお、第２ギヤ２１４は、第１ギヤ２１２とは異なる歯数のギヤが形成されている。このように、第２ギヤ２１４は、第１ギヤ２１２と噛み合わされていることにより、出力軸１２ｂの回転と共に第１ギヤ２１２が回転されると、噛み合わされた第２ギヤ２１４も回転される。このとき第２ギヤ２１４は、第１ギヤ２１２とは異なる回転角度（回転速度）で回転する。また、本実施形態では、第１ギヤ２１２の歯数を３６とし、第２ギヤ２１４の歯数を１１とした。このように、第１ギヤ２１２よりも第２ギヤ２１４の方が、ギヤの歯数が少ないため、第１ギヤ２１２が１回転する間に第２ギヤ２１４は複数回回転する。
【００６１】
２極磁石２１６は、上面が２極に着磁された永久磁石であり、下面が第２ギヤ２１４に固定されている。２極磁石２１６は、第２ギヤ２１４とともに回転する。なお、２極磁石２１６を第２ギヤ２１４に固定する方法も特に限定されず、接着剤により接着しても、機械的に接合、固定しても、一体で形成するようにしてもよい。
【００６２】
第３磁気検出器２１８は、図１３に示すように、２極磁石２１６の着磁されている面（本実施形態では、上面）に対向し、かつ、上面とは所定間隔離れた位置に設けられている。第３磁気検出器２１８は、第２磁気検出器２０８同様に、磁界の向きを検出する検出器を用い、対向する位置にある２極磁石２１６の上面の部分の磁界の向きを検出する。ここで、２極磁石２１６は、２極に着磁されているため、第３磁気検出器２１８から出力される信号は、２極磁石２１６が１回転すると元の出力値となるように検出される。つまり、第３磁気検出器２１８から出力される信号は、２極磁石２１６の１回転を１周期として検出する。
【００６３】
以上のような構成とすることで、第２磁気検出器２０８から出力される信号及び第３磁気検出器２１８から出力される信号と、出力軸１２ｂの回転角度との関係が図１４に示すような関係となる。ここで、図１４は、基準位置（０度）を基準として、両方向に２回転する（−７２０度から＋７２０度）まで出力軸１２ｂを回転させた場合の回転角度と、第２磁気検出器２０８及び第３磁気検出器２１８から出力される出力電圧（出力信号）との関係を示すグラフである。図１４に示すように出力軸１２ｂが１回転する間に、第２磁気検出器２０８からの出力信号は、８周期分変化し、第３磁気検出器２１８からの出力信号は、３周期強分変化する。このように、出力信号の周期を異なる周期とし、回転角度−７２０度から＋７２０度までの間では、第２磁気検出器２０８からの出力信号と第３磁気検出器２１８からの出力信号との組み合わせが、同じ組み合わせになる角度がないようにすることで、２つ出力信号から出力軸の回転角度の絶対角度を算出することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、第１ギヤ２１２の歯数を３６とし、第２ギヤ２１４の歯数を１１とし、２つのギヤのギヤ比を約３．２７としたが、このギヤ比には限定されない。出力軸１２ｂの回転角度の範囲内での第２磁気検出器２０８からの出力信号と、第３磁気検出器２１８からの出力信号とが、同一の値にならないギヤ比であれば種々のギヤ比とすることができる。ここで、ギヤ比は、非整数とすることが好ましい。ギヤ比を非整数（整数でない値）とすることで、出力軸１２ｂを複数回回転、つまり３６０度以上回転させても２つの出力信号を異なる出力信号とすることができる。
【００６５】
また、上記実施形態では、第１ギヤ２１２よりも第２ギヤ２１４の方を小さくしたが、大きさの比は限定されない。以下、図１５を用いて、回転角検出機構の他の一例を説明する。ここで、図１５は、回転角検出機構の他の一例の概略構成を示す模式図である。なお、図１５に示す回転角検出機構２３０は、第２ギヤの大きさを変えたのみで他の構成は、回転角検出機構２３０と同様である。したがって、以下では、回転角検出機構２３０に特有の点を重点的に説明する。回転角検出機構２３０は、第１ギヤ２１２と、第２ギヤ２３４と、２極磁石２１６と、第３磁気検出器２１８とを有する。第２ギヤ２３４は、第１ギヤ２１２と噛み合わされたギヤである。第２ギヤ２３４は、第１ギヤ２１２と略同一の大きさのギヤである。本実施形態では、第１ギヤ２１２は、ギヤの歯数が３６であり、第２ギヤ２３４は、ギヤの歯数が３７である。このように、第１ギヤ２１２よりも第２ギヤ２３４の方が、ギヤの歯数が少ないため、第１ギヤ２１２が１回転する間に第２ギヤ２３４も約１回転する。
【００６６】
回転角検出機構２３０を以上のような構成とすることで、第２磁気検出器２０８から出力される信号及び第３磁気検出器２１８から出力される信号と、出力軸１２ｂの回転角度との関係が図１６に示すような関係となる。ここで、図１６は、回転角検出機構２３０を用いた場合の第２磁気検出器および第３磁気検出器からの出力信号と、回転角度との関係を示すグラフである。本実施例では、図１６に示すように出力軸１２ｂが１回転する間に、第２磁気検出器２０８からの出力信号は、８周期分変化し、第３磁気検出器２１８からの出力信号は、１周期弱分変化する。このように、第１ギヤ２１２と第２ギヤ２３４とのギヤ比を略同一とした場合も、ギヤの歯数を異なる歯数とすることで、回転角度−７２０度から＋７２０度までの間では、第２磁気検出器２０８からの出力信号と第３磁気検出器２１８からの出力信号との組み合わせが、同じ組み合わせになる角度がないようにすることができる。これにより、２つ出力信号から出力軸の回転角度の絶対角度を算出することができ、コントロールユニットによる計算量を少なくすることができる。
【００６７】
また、第１ギヤの歯数よりも第２ギヤの歯数を多くしてもよい。例えば、第１ギヤの歯数を８とし、第２ギヤの歯数を３２としてもよい。本実施例では、出力軸の回転する角度範囲を−７２０度から＋７２０度までとすると、第２ギヤは、出力軸が−７２０度から＋７２０度まで回転することで、１回転する構成となる。第１ギヤと第２ギヤのギヤ比を以上のようにすると、第２磁気検出器２０８から出力される信号及び第３磁気検出器２１８から出力される信号と、出力軸１２ｂの回転角度との関係は、図１７に示すような関係となる。ここで、図１７は、第１ギヤと第２ギヤのギヤ比を１：４とした場合の第２磁気検出器および第３磁気検出器からの出力電圧（出力信号）と、回転角度との関係を示すグラフである。図１７に示すように、本実施例では、出力軸１２ｂが４回転する間に、第２磁気検出器２０８からの出力信号は、３２周期分変化し、第３磁気検出器２１８からの出力信号は、１周期分変化する。従って、本実施例でも、回転角度−７２０度から＋７２０度までの間では、第２磁気検出器２０８からの出力信号と第３磁気検出器２１８からの出力信号との組み合わせが、同じ組み合わせになる角度がないようにすることができる。なお、本実施例では、第３磁気検出器からの出力信号を用いて回転角度の絶対角度の概算値を算出し、第２磁気検出器からの出力信号を用いて回転角度の絶対角度の最終値、つまりより細かい値で算出するようにしてもよい。これにより演算処理に必要なリソースを少なくすることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、第２ギヤ上に固定する永久磁石を２極磁石としたが、本発明はこれに限定されず、外周面を多極に着磁し、かつ、第３磁気検出器を２極磁石の外周面に対向する位置に配置してもよい。
【００６９】
また、２極磁石が発生する磁界が第３磁気検出器以外の磁気検出器、つまり、第１磁気検出器や第２磁気検出器に及ぼす影響を抑制するために、２極磁石と第１磁気検出器や第２磁気検出器との間に磁気シールドを設けることが好ましい。磁気シールドを設けることで、回転角度及びトルクをより正確に算出することができる。
【００７０】
なお、上記実施形態では、永久磁石を１６極に着磁した場合と、２極に着磁した場合で説明をしたが、着磁する極数は特に限定されない。例えば、８極に着磁しても１０極に着磁しても３２極に着磁してもよい。また、磁気検出器は、対向する位置の永久磁石の磁気の状態を検出できればよく、磁束、磁界の大きさを検出しても、磁束、磁界の向きを検出してもよい。また、上記実施形態では、第２磁気検出器さらには第３磁気検出器の検出結果に基づいて出力軸の回転角度を算出したが、回転角度に代えて、または加えて、回転速度を算出してもよい。また、上記実施形態では、永久磁石を固定する第１の軸体を出力軸とし、センサヨークを固定する第２の軸体を入力軸（ステアリングホイールが接続している軸）としたが、入力軸と出力軸は逆にしてもよい。つまり、入力軸を第１の軸体として、入力軸に永久磁石を固定し、出力軸を第２の軸体として、出力軸にセンサヨークを固定してもよい。
【００７１】
以上の各実施形態においては、本発明を自動車の電動パワーステアリング装置のトルクセンサに適用した例を示したが、他の種々の装置のトルクセンサに広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明にかかるトルクセンサおよびこれを用いる電動パワーステアリングは、回転軸に負荷されるトルクを検出するのに有用であり、特に、車両の走行方向を制御するステアリングに負荷されるトルクの検出に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００７３】
１  車両
２  電動パワーステアリング装置
３  操舵機構
４  コントロールユニット
５  イグニッションスイッチ
６  バッテリ
７  車速センサ
１１  ステアリングホイール
１２  ステアリングシャフト
１２ａ  入力軸
１２ｂ  出力軸
１２ｃ  連結軸（トーションバー）
１２ｄ  ホローシャフト
１２ｅ  ギヤカバー
１３  トルクセンサ
１４  補助操舵機構
１５  減速ギヤボックス
１６  電動モータ
２０  ユニバーサルジョイント
２１  ロアシャフト
２２  ユニバーサルジョイント
２３  ピニオンシャフト
２４  ステアリングギヤ
２４ａ  ピニオン
２４ｂ  ラック
２５  タイロッド
３０  軸受
３１ａ  永久磁石
３１ｂバックヨーク（環状部材）
３２ａ  センサヨーク（磁性体）
３２ｂ  スリーブ（円筒状部材）
３２ｃ  樹脂成形体
３２ｄ  爪部
３２ｅ  外周部
３３  集磁ヨークアセンブリ
３３ａ  集磁ヨーク（補助磁性体）
３３ａＡ  集磁ヨーク構成部
３３ａＢ  集磁ヨーク構成部
３３ｂ  集磁ヨークホルダ
３３ｃ  凸部（磁束集中部）
３４  検出器
３４ａ  第１磁気検出器
３４ｂ  第２磁気検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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